[發明專利]一種基于磁場強度檢測的無人機避障方法

有效

• 申請號: 202010822725.4
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111679693B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 吳軍;程繩;董曉虎;杜勇;姚京松;林磊;洪晴;魏莉芳;朱曼妮;薛妮琛;楊旭;趙威;黃潔;魏莉欄;張雅婷
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司檢修公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10;G01R33/02
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 李新昂

1.一種基于磁場強度檢測的無人機避障方法，其特征在于：該避障方法包括：

1）安裝于無人機上的磁場強度檢測模塊測輸電線路中的磁場強度；

所述磁場強度檢測模塊測輸電線路中的磁場強度的方法包括：

a）通過霍爾傳感器電路檢測輸電線路中的磁場強弱，霍爾傳感器電路中的霍爾傳感器增加量與磁場強弱呈線性關系：

其中，S為霍爾傳感器的靈敏度；0.5Vcc為基準電壓；V_im為輸電線路中的電壓；

b）通過差動放大電路完成霍爾傳感器電路中輸入信號的前級放大，經過霍爾傳感器電路和差動放大電路之后的電壓信號輸出為：

其中，R₃、R₄、R_f1、R_f2和R_f3均為調控電阻，V_o1為差動放大電路中的電壓；

c）采用低通濾波構成二階壓控有源低通濾波電路，得到：

V_o2=V_o1

其中，V_o2為模擬濾波電路中的電壓；

d）通過后級放大電路，得到放大后的輸出電壓：

V_o3=(1+R₁₀/R₉)V_o2

其中，R₉和R₁₀為調控電阻；V_o3為后級放大電路中的輸電電壓；

磁場強度檢測模塊獲取的磁場強度為：

其中，R_f1和R_f2為調控電阻；

2）獲得的磁場強度數值通過數字信號處理，形成監測數據，并將所得監測數據分成兩路：第一路監測數據傳輸至無人機上的飛控模塊，用于無人機無人駕駛啟動避障模塊使用；

第二路監測數據通過無線傳輸設備傳輸至地面接收系統，并通過地面PC端顯示器顯示無人機實時的檢測情況；

3）當監測數據臨界于無人機所能承受的飛控不被干擾的磁場強度時，地面接收系統發出報警信號，提醒操作人員和地面站監視人員注意；

4）若操作人員繼續操控無人機朝輸電線路前進時，無人機啟動避障模塊奪回操作人員的無人機控制權，無人機通過自動駕駛遠離輸電線路；

5）無人機遠離輸電線路后，懸停空中安全區域，等待操作人員接回無人機控制權；

6）經操作人員確認安全后接回無人機控制權，并再次正常巡檢。

2.根據權利要求1所述的一種基于磁場強度檢測的無人機避障方法，其特征在于：步驟1）中，所述無人機上安裝有磁力計，輸電線路中產生的磁場強度能夠形成磁力計被干擾的閾值。

3.根據權利要求2所述的一種基于磁場強度檢測的無人機避障方法，其特征在于：步驟1）中，所述磁場強度檢測模塊包括安裝于無人機前后左右及上下六個部位的信號采集天線，其中，前端信號采集天線采集無人機前端的磁場強度，后端信號采集天線采集無人機后端的磁場強度，左端信號采集天線采集無人機左端的磁場強度，右端信號采集天線采集無人機右端的磁場強度，上端信號采集天線采集無人機上端的磁場強度，下端信號采集天線采集無人機下端的磁場強度。

4.根據權利要求3所述的一種基于磁場強度檢測的無人機避障方法，其特征在于：步驟3）中，任一端信號采集天線采集的磁場強度小于磁力計確定的閾值時，則無人機飛行不受干擾；任一端信號采集天線采集的磁場強度等于或大于磁力計確定的閾值時，則無人機飛行受到干擾，地面接收系統會發出報警信號。